Радиоимпульсный фазометр

 

tits 429372

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских оциалистимеских

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 21.11.72 (21) 1847668/26-9 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 25.05.74. Бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 22.10.74 (51) М. Кл. G 01г 25 00

Государственный комитет

Совета 1йинистров СССР по делам изаоретений и открытий (53) УДК 621.317.77 (088.8) (72) Автор изобретения

И. П. Рябоконь

Киевский ордена Ленина политехнический институт имени 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) РАДИОИМПУЛЬСНЫЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к технике радиоэлектронных фазовых измерений и может быть использовано при измерениях сдвигов фаз между короткими, в том числе и одиночными радиоимпульсами на высоких частотах, а также при исследовании сигналов с быстрым изменением сдвига фаз.

Известны фазометры с преобразованием частоты, содержащие опорный и измерительный каналы, которые выполнены из соединенных последовательно входных устройств, смесителей и усилителей промежуточной частоты и подключены к нагруженному на низкочастотный фильтр фазовому детектору, а также гетеродин, подключенный к обоим смесителям.

При исследовании коротких радиоимпульсов промежуточная частота фазометра должна быть выбрана достаточно высокой. Однако как ограничители, так и автоматическая регулировка усиления (АРУ), которые применяются в известных фазометрах для выравнивания амплитуд сигналов на частотах выше

0,5 — 1 Мгц, имеют очень большие амплитуднофазовые погрешности. Эти погрешности увеличиваются с расширением динамического диапазона сигналов и значительно уменьшают точность измерения сдвига фаз.

Целью изобретения является уменьшение погрешностей измерения сдвига фаз между короткими радиоимпульсами в широком динамическом диапазоне амплитуд, когда невозможно использовать низкую промежуточную частоту.

Для этого между выходом гетеродина и

5 входами обоих смесителей включен управляемый аттенюатор, а цепь управления аттенюатором составлена из соединенных последовательно резонансного фильтра на удвоенную промежуточную частоту, амплитудного детек10 тора и усилителя обратной связи, причем вход резонансного фильтра подключен к выходу фазового детектора, а выход усилителя обратной связи — к управляющему входу аттенюатора.

15 На чертеже изображена блок-схема предлагаемого радиоимпульсного фазометра.

Фазометр содержит измерительный ti опрный каналы, которые выполнены из последо20 вательно соединенных входных устройств 1 и

2, смесителей 3 и 4, усилителей 5 и б промежуточной частоты. Выходы усилителей 5 и б подключены к фазовому детектору 7, который нагружен на низкочастотный фильтр 8 и рс25 зонансный фильтр 9 на удвоенную промежуточную частоту. Гетеродин 10 подключен через управляемый аттенюатор 11 ко вторым входам смесителей 3 и 4. Выход резонансного фильтра 9 подключен к амплитудному детек30 тору 12, соединенному через усилитель обрат429372 ной связи 13 с управляющим входом аттешоатора 11.

Радиоимпульсный фазомстр работает следующим образом.

Высокочастотные колебания, сдвиг фаз между которыми нужно измерить, подаются на входные устройства 1 и 2, а затем на смесители 3 и 4. Одновременно к смесителям через аттенюатор 11 подводится напряжение гетеродина 10. Смесители 3 и 4 должны выполнять функцию перемножения сигналов, поступающих на их входы, с минимальными погрешностями в большом динамическом диапазоне амплитуд.

При этом напряжение промежуточной частоты на выходе смесителя 3 пропорционально п Ег соз (о п + + 9р) Напряжение на выходе смесителя 4

U„, — Е,Е, cos (в„1+ „), где Е и Š— амплитуды исследуемых сигналов, поступающих на входные устройства

1и2;

Е,— амплитуда колебаний гетеродина, поступающих на смесители 3 и 4;

,— начальная фаза этих колебаний; о — промежуточная круговая частота; р — измеряемый фазовый сдвиг, Сигналы промежуточной частоты с выходов смесителей 3 и 4 усиливаются усилителями 5 и 6 и поступают на входы фазового детектора

7, который, как и смесители, работает в режиме перемножения сигналов. При этом в составе его выходного сигнала — напряжения постоянного тока и удвоенной промежуточной частоты

Уфд — Е,Е,Е cos „+Е,Е,Е „соз (2 „t+ y + 2с,) Первая составляющая этой суммы представляет собой результат измерения сдвига фаз между исследуемыми сигналами и после отделения низкочастотным фильтром 8 поступает на выход фазометра

U,„„- Е,Е,Е „соз .

Вторая составляющая отфильтровывается резонансным фильтром 9 и поступает на амплитудный детектор 12. Напряжение на его выходе пропорционально величине Е,Е.Е,, т. е.

50 коэффициенту при косинусе сдвига фаз в выходном напряжении фазометра.

Напряжение с амплитудного детектора 12 усиливается усилителем обратной связи 13 и поступает на управляющий вход аттенюатора 11. Таким образом замыкается цепь авторегулирования, поддерживающая величину

Е Е Е, постоянной при всех изменениях амплитуд входных сигналов Е и Ег за счет регулирования напряжения гетеродина Е,.

Поскольку регулирование амплитуды колебаний гетеродина ведется в общем канале фазометра, амплитудно-фазовые погрешности аттенюатора 11 не вносят погрешностей в результаты измерения сдвига фаз.

Смесители и фазовый детектор в предлагаемом радиоимпульсном фазометре могут быть выполнены на полевых транзисторах в режиме переменного сопротивления. Погрешности перемножения таких смесителей и фазовых детекторов гораздо меньше, чем погрешности, вносимые на высоких частотах ограничителями или АРУ, Это и определяет повышение точности измерения сдвига фаз между короткими радиоимпульсами в большом динамическом диапазоне амплитуд.

Предмет изобретения

Радиоимпульсный фазометр с преобразованием частоты, содержащий опорный и измерительный каналы, которые выполнены из соединенных последовательно входных устройств, смесителей и усилителей промежуточной частоты и подключены к нагруженному на низкочастотный фильтр фазовому детектору, а также гетеродин, подключенный к обоим смесителям, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешностей измерения сдвига фаз между короткими радиоимпульсами в широком динамическом диапазоне амплитуд, между выходом гетеродина и входами обоих смесителей включен управляемый аттенюатор, а цепь управления аттенюатором составлена из соединенных последовательно резонансного фильтра на удвоенную промежуточную частоту, амплитудного детектора и усилителя обратной связи, причем вход резонансного фильтра подключен к выходу фазового детектора, а выход усилителя обратной связи — к управляющему входу аттенюатора.

429372

Составитель И. Рябоконь

Редактор T. Фадеева Техред А. Камышиикова Корректоры. Е. Давыдкина и В. Петрова

Заказ 2767/17 Изд. № 917 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская ваб., д. 4i5

Типография, пр. Сапунова, 2